最近一两年前端最火的技术莫过于 reactjs,angularJS,vuejs,即便你没用过也可能听过,像ReactJS由业界顶尖的互联网公司facebook提出,其本身有很多先进的设计思路,比如页面UI组件化、虚拟DOM等。本文将带你解开虚拟DOM的神秘面纱,不仅要理解其原理,而且要实现一个基本可用的虚拟DOM。

1.为什么需要虚拟DOM

DOM是很慢的,其元素非常庞大,页面的性能问题鲜有由JS引起的,大部分都是由DOM操作引起的。如果对前端工作进行抽象的话,主要就是维护状态和更新视图;而更新视图和维护状态都需要DOM操作。其实近年来,前端的框架主要发展方向就是解放DOM操作的复杂性。

在jQuery出现以前,我们直接操作DOM结构,这种方法复杂度高,兼容性也较差;有了jQuery强大的选择器以及高度封装的API,我们可以更方便的操作DOM,jQuery帮我们处理兼容性问题,同时也使DOM操作变得简单;但是聪明的程序员不可能满足于此,各种MVVM框架应运而生,有angularJS、avalon、vue.js等,MVVM使用数据双向绑定,使得我们完全不需要操作DOM了,更新了状态视图会自动更新,更新了视图数据状态也会自动更新,可以说MMVM使得前端的开发效率大幅提升,但是其大量的事件绑定使得其在复杂场景下的执行性能堪忧;有没有一种兼顾开发效率和执行效率的方案呢?ReactJS就是一种不错的方案,虽然其将JS代码和HTML代码混合在一起的设计有不少争议,但是其引入的Virtual DOM(虚拟DOM)却是得到大家的一致认同的。

2.理解虚拟DOM

虚拟的DOM的核心思想是:对复杂的文档DOM结构,提供一种方便的工具,进行最小化地DOM操作。这句话,也许过于抽象,却基本概况了虚拟DOM的设计思想

(1) 提供一种方便的工具,使得开发效率得到保证
(2) 保证最小化的DOM操作,使得执行效率得到保证

(1).用JS表示DOM结构

DOM很慢,而javascript很快,用javascript对象可以很容易地表示DOM节点。DOM节点包括标签、属性和子节点,通过VElement表示如下。

//虚拟dom,参数分别为标签名、属性对象、子DOM列表
var VElement = function(tagName, props, children) {
//保证只能通过如下方式调用:new VElement
if (!(this instanceof VElement)) {
return new VElement(tagName, props, children);
} //可以通过只传递tagName和children参数
if (util.isArray(props)) {
children = props;
props = {};
} //设置虚拟dom的相关属性
this.tagName = tagName;
this.props = props || {};
this.children = children || [];
this.key = props ? props.key : void 666;
var count = 0;
util.each(this.children, function(child, i) {
if (child instanceof VElement) {
count += child.count;
} else {
children[i] = '' + child;
}
count++;
});
this.count = count;
}

通过VElement,我们可以很简单地用javascript表示DOM结构。比如

var vdom = velement('div', { 'id': 'container' }, [
velement('h1', { style: 'color:red' }, ['simple virtual dom']),
velement('p', ['hello world']),
velement('ul', [velement('li', ['item #1']), velement('li', ['item #2'])]),
]);

上面的javascript代码可以表示如下DOM结构:

<div id="container">
<h1 style="color:red">simple virtual dom</h1>
<p>hello world</p>
<ul>
<li>item #1</li>
<li>item #2</li>
</ul>
</div>

同样我们可以很方便地根据虚拟DOM树构建出真实的DOM树。具体思路:根据虚拟DOM节点的属性和子节点递归地构建出真实的DOM树。见如下代码:

VElement.prototype.render = function() {
//创建标签
var el = document.createElement(this.tagName);
//设置标签的属性
var props = this.props;
for (var propName in props) {
var propValue = props[propName]
util.setAttr(el, propName, propValue);
} //依次创建子节点的标签
util.each(this.children, function(child) {
//如果子节点仍然为velement,则递归的创建子节点,否则直接创建文本类型节点
var childEl = (child instanceof VElement) ? child.render() : document.createTextNode(child);
el.appendChild(childEl);
}); return el;
}

对一个虚拟的DOM对象VElement,调用其原型的render方法,就可以产生一颗真实的DOM树。

vdom.render();

既然我们可以用JS对象表示DOM结构,那么当数据状态发生变化而需要改变DOM结构时,我们先通过JS对象表示的虚拟DOM计算出实际DOM需要做的最小变动,然后再操作实际DOM,从而避免了粗放式的DOM操作带来的性能问题。

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